35

Κεφάλαιο 1.3. Ιστορική πορεία του Δαρβινισµού: Από τον Αριστοτελισµό στον Νεο-Δαρβινισµό και από την Τυπολογία στην

Πληθυσµιακή οπτική

1.3.1. Η Ιστορία της Επιστήµης ως διδακτικό εργαλείο. Τα τελευταία χρόνια γίνεται προσπάθεια για τον εµπλουτισµό της διδασκαλίας των Φυσικών Επιστηµών (ΦΕ) µε την Ιστορία και τη Φιλοσοφία των Φυσικών Επιστηµών. Αυτή η διδακτική προσέγγιση, χωρίς να είναι µια νέα ιδέα, εµπεριέχει πολλά θετικά στοιχεία και κυρίως ενθαρρύνει µαθητές που αποστρέφονται τις ΦΕ, είτε γιατί δεν τις καταλαβαίνουν, είτε γιατί έχουν στραµµένο το ενδιαφέρον τους σε πιο θεωρητικούς τοµείς. Ο κύριος στόχος της διδακτικής αυτής προσέγγισης των ΦΕ είναι να καταδείξει στους µαθητές ότι οι υπάρχουσες θεωρίες και φυσικοί νόµοι έχουν προέλθει µέσα από πολλές αλλαγές και επαναδιατυπώσεις, ότι οι άνθρωποι που τις έχουν διατυπώσει έχουν κάνει νωρίτερα και εσφαλµένες θεωρήσεις και µέσα από την έρευνα και τη µελέτη έχουν καταλήξει στα συγκεκριµένα συµπεράσµατα. Ακόµη, ότι οι ΦΕ και γενικά η Επιστήµη, µεταβάλλονται συνεχώς και προσαρµόζονται ή καθοδηγούν ή/και καθοδηγούνται από το κοινωνικοπολικτικό περιβάλλον της εκάστοτε εποχής. Εποµένως, τα παιδιά αντιλαµβάνονται ότι έχουν και τα ίδια το δικαίωµα του λάθους και βεβαίως της αναθεώρησης των απόψεών τους για τους Νόµους της Φύσης όπως τους έχουν ήδη διαµορφώσει µε βάση την παρατηρητικότητά τους. Ταυτοχρόνως, κάνει τους επιστήµονες πιο ανθρώπινους στα µάτια των παιδιών, καθώς τα τελευταία διαπιστώνουν πως οι επιστήµονες είναι και αυτοί άνθρωποι µε αδυναµίες και λάθη (Matthews, 1992).

O Ernst Mach ήταν ο πρώτος που αναζήτησε την σχέση της διδακτικής της Φυσικής µε την ιστορία της Φυσικής υποστηρίζοντας στο έργο του Science οf Mechanics ότι: «Για να κατανοήσουµε µια έννοια είναι απαραίτητο να κατανοήσουµε την ιστορική της εξέλιξη». Η οργανική όµως σχέση της διδακτικής της Φυσικής µε την ιστορία της Φυσικής διαµορφώνεται τις δεκαετίες ’50 και ’60 στις ΗΠΑ. Την εποχή εκείνη ιδρύθηκε η επιτροπή PSSC (Physical Science Study Committee) από οµάδα καθηγητών του MIT (και καθηγητές Λυκείων) µε στόχο την ανάπτυξη εκπαιδευτικών προγραµµάτων και εκπαιδευτικού υλικού για την βελτίωση της παρεχόµενης διδασκαλίας στη Φυσική.

Η PSSC απευθύνονταν σε υποψήφιους φυσικούς και έδινε έµφαση στην εργαστηριακή πρακτική. Παράλληλα στο Harvard, καθηγητές όπως ο J.B. Conant και ο Ι.Β. Cohen, υποστήριξαν την εισαγωγή της ιστορικής προσέγγισης της επιστήµης στα αναλυτικά προγράµµατα ΦΕ σε κολεγιακό επίπεδο. Τη δεκαετία του ’60 ως αντίβαρο στην ανάπτυξη του PSSC αναπτύσσεται το Harvard Project Physics Course (HPPC) για τη διδασκαλία της Φυσικής στη δευτεροβάθµια εκπαίδευση, το οποίο προωθούσε την ιδέα «η φυσική για όλους» και βασιζόταν στην ιστορική και πολιτισµική προσέγγιση της επιστήµης (Σκορδούλης, 2003, σ.7-8).

Η εξέλιξη, λοιπόν, της επιστήµης ανά τους αιώνες συνιστά ένα πολύ ενδιαφέρον θέµα, το οποίο ενδέχεται να προκαλέσει το ενδιαφέρον και των παιδιών. Από την άλλη πλευρά η ιστορία µας διαβεβαιώνει ότι πολλές από τις «λανθασµένες» αντιλήψεις που εκφράζουν τα παιδιά έχουν διατυπωθεί και από µεγάλους φιλοσόφους και ερευνητές (Κόκκοτας, κ.α., 2003). Επίσης πολλές από τις δυσκολίες που τα παιδιά αντιµετωπίζουν είναι οι ίδιες µε εκείνες που αντιµετώπισαν οι µεγάλοι επιστήµονες οι οποίοι ξόδεψαν αρκετό χρόνο για να τις ξεπεράσουν (Matthews, 1994, Driver et al., 1998). Για παράδειγµα στην προσπάθειά τους να κατανοήσουν την έννοια της φωτοσύνθεσης, οι σπουδαστές, συχνά, επαναλαµβάνουν τις ιδέες των Αναλογιστών του 17ου αιώνα (ένας από τους οποίους ήταν και ο παππούς του Δαρβίνου), που πίστευαν ότι τα φυτά, δεν είναι τίποτ' άλλο από ζώα που έχουν τα στόµατά τους κάτω από τις ρίζες τους και µε αυτά παίρνουν τις θρεπτικές ουσίες τους από το χώµα (Barker, 1995).

Υπάρχουν, φυσικά και επιφυλάξεις! Ωστόσο η ενσωµάτωση της διδασκαλίας της ιστορίας και της φιλοσοφίας των ΦΕ στα αντίστοιχα µαθήµατα δεν είναι µία τόσο εύκολη υπόθεση. Η ενσωµάτωση αυτή θα µπορούσε να επιφέρει κέρδη µόνο αν δεν

36

θεωρηθεί ως ένα σύνολο ανεκδότων και χρονολογιών. Ο Kuhn ως προς το θέµα αυτό αναφέρει: «η έκθεση των µαθητών στην Ιστορία θα αποδυνάµωνε τις πεποιθήσεις εκείνες που θεωρούνται απαραίτητες για µια επιτυχηµένη µαθησιακή πορεία στις Φυσικές Επιστήµες». Καταλήγει δε να υποστηρίξει ότι «η Ιστορία επιδρά αρνητικά στους µαθητές γιατί υπονοµεύει τις βεβαιότητες του επιστηµονικού δόγµατος που είναι τόσο χρήσιµο για να ενισχύσουµε τον ενθουσιασµό αυτού που διδάσκεται Φυσική». Παράλληλα, υποστηρίζει πως η ιστορία των εγχειριδίων στοχεύει στην παρουσίαση, ψευδώς, ότι η µέθοδος της επιστήµης και τα προβλήµατα που οι επιστήµονες εξετάζουν είναι πάντα όµοια από εποχή σε εποχή και πάντα σύµφωνα µε αυτό που νοµιµοποιείται µε την πιο πρόσφατη επιστηµονική επανάσταση (Kuhn 1970, pp. 137–138). Ακόµη ο Brush (1974) εκφράζει την επιφύλαξη πως η Ιστορία της Φυσικής θα πρέπει να διδάσκεται µόνο σε ώριµα ακροατήρια, ενώ ο Matthews εντοπίζει για την ενσωµάτωση της διδασκαλίας των Φυσικών Επιστηµών και το πρόβληµα ότι ο διδάσκων θα πρέπει να έχει βαθιά γνώση της Ιστορίας και της Φιλοσοφίας των Θετικών Επιστηµών (Κόκκοτας, 2003).

Παρόλες αυτές τις επιφυλάξεις, η εισαγωγή ορισµένων πλευρών της ιστορίας των Φ.Ε. στην διδασκαλία παρέχει υποστήριξη στους µαθητές µε δύο τρόπους. Καταρχήν είναι για αυτούς πολύ παρηγορητικό και «απενοχοποιητικό» να αντιλαµβάνονται ότι συχνά οι ιδέες τους και ο τρόπος σκέψης τους προσοµοιάζει µε αυτόν σπουδαίων, αξιοσέβαστων και έξυπνων ανθρώπων του παρελθόντος και δεν µπορεί να θεωρηθεί απλά αποτέλεσµα ανικανότητας. Επιπλέον, µετά την επίτευξη αυτής της αναγνώρισης γίνεται αυταπόδεικτο στους ίδιους ότι ο αρχικός τρόπος σκέψης τους είναι απλά ιστορικός, ξεπερασµένος και ανεπαρκής σε σχέση µε τις σύγχρονες βελτιωµένες και αποτελεσµατικότερες επιστηµονικές ιδέες (Monk & Osborne, 1997, σ. 413). Η χρήση της ιστορίας βοηθάει στον εξανθρωπισµό της επιστήµης, στην βελτίωση της κριτικής ικανότητας των µαθητών, στην βαθύτερη κατανόηση των επιστηµονικών εννοιών και στην αντιµετώπιση των συνήθων παρανοήσεων των µαθητών που συχνά µοιάζουν µε εκείνες των επιστηµόνων παλαιότερων εποχών (Matthews, 1994 σ.7,8).

1.3.2.1. Η πρώτη περίοδος Χαρακτηρίζεται από την Τυπολογία. Την πίστη δηλ. στην ύπαρξη σταθερών και αµετάβλητων «Τύπων» Φυτών- Ζώων και Ανθρώπου, δίκην πυραµίδας, µε τα φυτά στο κατώτερο επίπεδο και τον άνθρωπο στο ανώτερο. Η διαφορά τους είναι πως για τον Πλάτωνα τα Μοναδικά Είδη είναι τα αµετάβλητα νοητά- η Όντως Πραγµατικότητα-, ενώ η πραγµατικότητα που µας περιβάλλει (τα αισθητά πράγµατα) είναι δευτερευόντως υπαρκτή. Αντίθετα, µε τον Αριστοτέλη περνάµε από τον κόσµο των Ιδεών του Πλάτωνα στην Μη-ιδεατή πραγµατικότητα του Αισθητού κόσµου.

Υλοµορφική Θεωρία του Αριστοτέλη: Σύµφωνα µε τον Αριστοτέλη, κάθε διακριτή ύπαρξη, τεχνητή ή φυσική, (τραπέζι, άλογο) εξατοµικεύεται ως κάτι τι, εφόσον συγκροτείται από ύλη και την αντίστοιχη µορφή, σύµφωνα µε την οποία ταξινοµείται (Κριµπάς και Παπαδόπουλος, 2003).

Συνοπτικά, ο Αριστοτέλης: Είναι Ουσιοκράτης: Μιλάει για τις πρώτες ουσίες, δηλ. τα εξατοµικευµένα καθέκαστα πράγµατα του

αισθητού κόσµου. Υπάρχουν, βέβαια, δευτερευόντως, τα Είδη, τα Γένη και οι Οµάδες στα οποία τα καθέκαστα ταξινοµούνται. Άρα τα πρωτεύοντα είναι τα καθέκαστα και τα είδη δευτερεύοντα.

Δεν αναγνωρίζει «χωριστή» ιδεατή πραγµατικότητα. Κάθε υπαρκτή, καθέκαστη οντότητα έχει µοναδικότητα. Αντίθετα, στον Πλάτωνα Μοναδικότητα έχουν µόνο τα Είδη.

Η Ψυχή στα έµβια όντα παίζει τον ρόλο της Μορφής. Το Σώµα ταυτίζεται µε την Ύλη. Ιεράρχιση Ψυχής: Στα Φυτά υπάρχει η Θρεπτική ψυχή, στα Ζώα η ψυχή είναι Αισθητική και

Θρεπτική, ενώ ο άνθρωπος µαζί µε την Αισθητική και Θρεπτική ψυχή έχει και την Λογική. Τα τρία βασικά στοιχεία, δηλαδή της Αριστοτελικής Άποψης είναι η Σταθερότητα των Ειδών

(Ουσιοκρατία-Τυπολογία), η ύπαρξη σκοπού- Τελεολογίας (Ενδελέχεια) στον κόσµο των ζωντανών οργανισµών και η απουσία του Τυχαίου.

1.3.2.2. Το πέρασµα από τον Αριστοτελισµό στον Δαρβινισµό Θα µπορούσαµε να πούµε πως γίνεται σε δύο φάσεις: Η πρώτη σχετίζεται µε τις απόψεις των πρώιµων Εξελικτικών (Λαµάρκ - Έρασµος Δαρβίνος), οι οποίοι από τη µία πλευρά απέρριπταν την τυπολογία, την

37

ταυτόχρονη δηλ. εµφάνιση των ειδών και την σταθερότητά τους, αλλά από την άλλη παραδέχονταν έναν σκοπό ή "τέλος" για τη διαδικασία της εξέλιξης: Οι πρόδροµοι της καµηλοπάρδαλης λ.χ. αποκτούν µακρείς λαιµούς στην προσπάθειά τους ΝΑ φτάσουν τα φύλλα των δέντρων. Αυτό γίνεται σταδιακά και µε σκοπό, µε αποτέλεσµα από γενιά σε γενιά οι απόγονοι να έχουν όλο και περισσότερο τα επιθυµητά χαρακτηριστικά τα οποία τα κληρονοµούν στους απογόνους.

Η σχέση του Lamarck µε τις δαρβινικές θεωρίες της εξέλιξης. Ο Lamarck µελετήθηκε περισσότερο και από διάφορους συγγραφείς, σε σύγκριση µε τους φιλόσοφους του 18ου αιώνα (Diderot, Maupertuis, Robinet) που είχαν κάποιο ενδιαφέρον για την εξέλιξη. Η γνωστή του προσέγγιση για την εξέλιξη των ειδών αποτυγχάνει να αποτιµήσει τη γενικότερη συνεισφορά του Lamarck στις Φυσικές Επιστήµες καθώς ο ίδιος θα πρέπει να χαρακτηρίζεται ως νατουραλιστής όπως κρίνουµε από τα επαγγελµατικά του ενδιαφέροντα. Μελετούσε ζώα και φυτά για πάνω από 50 χρόνια µέχρι την ένατη δεκαετία της ζωής του. Πολλές δικές του ιδέες δεν µεταφέρθηκαν όπως έπρεπε στην ιστορία, άλλες αποδόθηκαν σε αυτόν ενώ ήταν ιδέες άλλων λαµαρκιστών. Ο «όρος» εξέλιξη δεν χρησιµοποιούταν εκείνη την εποχή µε τη σηµερινή σηµασία (Mayr, 1972). O Mayr στο τετράδιό του το 1925 έγραφε ότι «η Λαµαρκιανή θεωρία - στη µοντέρνα εκδοχή της - δεν είναι τελεολογική» και ότι δεν υπάρχει επιχείρηµα ενάντια στη θεωρία χρήσης-αχρησίας των οργάνων (Haffer, 2007, p. 31)

1.3.2.3. Το πέρασµα από τον Αριστοτελισµό στο Δαρβινισµό: 2η Φάση. Η 2η Φάση αφορά στην εµφάνιση του Δαρβινισµού µε τη Θεωρία της Εξέλιξης µέσω Φυσικής Επιλογής και είναι αυτή που δίνει για πρώτη φορά µια πειστική ερµηνεία για την εµφάνιση των Ειδών των ζωντανών οργανισµών (Θεωρία). Στο σηµείο αυτό σηµειώνουµε το γεγονός ότι ο Δαρβίνος ΔΕΝ είναι αυτός που πρώτος εισαγάγει την Εξελικτική Άποψη. Τέτοιες απόψεις, όπως ήδη αναφέραµε, έχουν εκφράσει πριν από αυτόν και ο Λαµάρκ και ο ΄Ερασµος Δραβίνος. Μόνο που οι απόψεις των τελευταίων, από την επιστηµολογική σκοπιά, δεν συνιστούν Επιστηµονική Θεωρία, αλλά Υποθέσεις.

Η δράση της Φυσικής Επιλογής αφορά Πληθυσµούς, απορρίπτεται η Τυπολογία και εισάγεται η έννοια του Τυχαίου (τίποτα δεν γίνεται µε σκοπό). [Στην περίπτωση των καµηλοπαρδάλεων, µικροί αριθµοί ατόµων µε µακρύ λαιµό εµφανίζονται τυχαία µέσα στον πληθυσµό των συνήθως κοντόλαιµων ατόµων]. Ο Mayr αποδίδει στον Δαρβίνο την εισαγωγή της Πληθυσµιακής οπτικής (Mayr, 2001, Ayala, 2004), αν και η τελευταία επικράτησε ως άποψη µετά την εµφάνιση του Νεο- Δαρβινισµού. Κατά µία έννοια, εισάγεται από τον Δαρβίνο ένα είδος Πληθυσµιακής Άποψης για τη δράση της Φυσικής Επιλογής, µόνο που αυτό γίνεται µε ένα συγκαλυµµένο τρόπο, µια και δεν έχουν γίνει ακόµη γνωστές οι εργασίες του Μέντελ.

Η θεωρία του Charles Darwin (1809-1882). Για τον Δαρβίνο όλα ξεκίνησαν µε το ταξίδι του µε το πλοίο του βασιλικού ναυτικού «Beagle» που διήρκεσε από το 1831 έως το 1836, στο οποίο εντυπωσιάστηκε γιατί νησιά µε παρόµοιο περιβάλλον είχαν τόσο διαφορετική πανίδα και χλωρίδα και ήταν κατά τα λεγόµενά του «η απαρχή όλων των απόψεών µου». Παρατήρησε ότι οι χελώνες και οι σπίνοι των νησιών Galapagos είχαν εξελιχτεί προσαρµοσµένα στο ιδιαίτερο περιβάλλον του κάθε νησιού και διαπίστωσε ότι η προσαρµογή στο περιβάλλον και η εµφάνιση νέων ειδών ήταν στενά συνδεδεµένες διαδικασίες.

38

Εικόνα 1.3.1. (Από Wikipedia).

Ποιες δυνάµεις όµως ωθούσαν τη διαφοροποίηση των πληθυσµών; Ο Δαρβίνος εµπνεύστηκε:

• Από τον Malthus την έννοια του υπερπληθυσµού και του αδυσώπητου πολέµου που επικρατεί ανάµεσα στα έµβια όντα.

• Από τον παππού του Έρασµο Δαρβίνο και άλλους, την ιδέα πως υπάρχει βιολογική εξέλιξη, κάτι που έδειχναν τα γεωλογικά ευρήµατα της εξελικτικής γεωλογίας (Κάρολος Λάϊελ).

• Από τον Ουίλιαµ Πάλλεϋ την ύπαρξη προσαρµοστικών µηχανισµών στους οργανισµούς που αποδίδονταν σε κάποιο θείο σχεδιασµό.

Ο Δαρβίνος ήταν αυτός που µπόρεσε να συνθέσει τις απόψεις αυτές και να δώσει µια πειστική απάντηση για τον µηχανισµό της εξέλιξης, εισάγοντας την έννοια της Φυσικής Επιλογής. Σε µια πρώτη φάση, επιφυλάχθηκε να δηµοσιεύσει αµέσως τις απόψεις του, φοβούµενος τις γενικότερες απόψεις που επικρατούσαν τότε και σκεπτόµενος την εχθρότητα που είχαν εγείρει οι ιδέες του Lamarck. Αναγκάστηκε, κατά κάποιο τρόπο, να τις κοινοποιήσει, µετά από ένα διάστηµα 20 ετών, όταν έλαβε ένα γράµµα από τον Wallace, µέσα στο οποίο ο Δαρβίνος αναγνώρησε τη ίδια του τη θεωρία. Ο Alfred Wallace (1823-1913) γεννήθηκε στην Αγγλία από φτωχή και πολυµελή οικογένεια. Εργαζόµενος ως συλλέκτης βιολογικού υλικού για τα Βρετανικά µουσεία, ταξίδεψε στον Αµαζόνιο και στο αρχιπέλαγος Malay. Στα ταξίδια του αυτά ο Wallace συνέλαβε, ανεξάρτητα από τον Darwin, την ιδέα της Φυσικής Επιλογής. Το 1858, έστειλε στον Darwin ένα χειρόγραφο µε τίτλο "Σχετικά µε τις Τάσεις των Ποικιλιών να Αποκλίνουν Συνεχώς από τον Αρχικό Τύπο" (On the Tendency of Varieties to Depart Indefinitely from the Original Type), ζητώντας τη γνώµη του.

Οι Lyell και Hooker αποφάσισαν να γίνει µια κοινή ανακοίνωση στην Linnean Society του Λονδίνου του εγγράφου Wallace µαζί µε ένα απόσπασµα από το δοκίµιο του Δαρβίνου. Τα έγγραφα διαβάστηκαν την 1η Ιουλίου 1858, ενώ κανένας από τους δύο συντάκτες δεν ήταν παρών. Ο µεν Δαρβίνος παρευρισκόταν στην

39

κηδεία του γιου του, ενώ ο Wallace ήταν ακόµα στο Μπόρνεο. Στη σύναξη παρευρίσκονταν 30 περίπου άτοµα, ενώ η ανακοίνωση δεν δηµιούργησε κάποιο ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Όµως, τον Νοέµβριο του 1859, ο Δαρβίνος δηµοσίευσε µια περίληψη του έργου του µε τίτλο "Η Προέλευση των Ειδών µέσω Φυσικής Επιλογής" ή "Η Επικράτηση των Ευνοούµενων Ποικιλιών στον Αγώνα της Ζωής" ( The Origin of Species by Means of Natural Selection or The Preservation of Favoured Races in the Struggle of Life). Η πρώτη έκδοση του βιβλίου αυτού εξαντλήθηκε από την πρώτη ηµέρα της δηµοσίευσής του. Το βιβλίο αυτό προκάλεσε µια επιστηµονική έκρηξη οι κλυδωνισµοί της οποίας είναι αισθητοί µέχρι σήµερα.

Η προέλευση των ειδών εµπεριέχει δύο βασικές θέσεις: ότι όλα τα είδη προήλθαν µέσω τροποποιήσεων από κοινά προγονικά είδη και ότι οι τροποποιήσεις αυτές οφείλονται στη Φυσική Επιλογή που δρα πάνω στις διαφορές που υπάρχουν µεταξύ των ατόµων ενός είδους. O Δαρβίνος συνδύασε δύο αδιαµφισβήτητα γεγονότα, βασισµένα στις παρατηρήσεις του, και συνέθεσε ένα οξυδερκές συµπέρασµα.

Τα άτοµα ενός πληθυσµού παρουσιάζουν πολλές διαφορές και µερικές απ' αυτές είναι κληρονοµικές. Υπάρχει, δηλ. ποικιλοµορφία στους πληθυσµούς.

Οι πληθυσµοί έχουν την έµφυτη ικανότητα να αποκτούν πολύ περισσότερους απογόνους απ' ό,τι η τροφή, ο χώρος και άλλοι περιβαλλοντικοί παράγοντες επιτρέπουν.

Εποµένως, στους πληθυσµούς υπάρχει αγώνας για επιβίωση. Επιβιώνουν, τα καλύτερα προσαρµοσµένα άτοµα, τα οποία µεταβιβάζουν τα χαρακτηριστικά τους στους απογόνους τους.

Τα άτοµα που επιβιώνουν έχουν κληρονοµήσιµους χαρακτήρες που αυξάνουν την πιθανότητα επιβίωσης, θα µεταβιβάσουν αυτούς τους χαρακτήρες στους απογόνους τους και έτσι η συχνότητά τους θα αυξηθεί. Η Φυσική Επιλογή µπορεί να αυξήσει την προσαρµογή ενός οργανισµού στο περιβάλλον. Όταν το περιβάλλον αλλάζει ή όταν οι οργανισµοί µετακινούνται σε ένα νέο περιβάλλον η Φυσική Επιλογή µπορεί να οδηγήσει σε προσαρµογή στις νέες συνθήκες. Μερικές φορές αυτό οδηγεί στη δηµιουργία νέων ειδών.

Η τοµή στην επιστηµονική σκέψη, σχετικά µε την ανάπτυξη της ζωής, που προκάλεσε η θεωρία του Δαρβίνου ήταν βαθιά µε αποτέλεσµα να προκαλέσει µια µικρή φιλοσοφική επανάσταση (Bowler, 2003, σ 177-223). Ήταν αντιουσιοκρατική, απέρριπτε την τελεολογία, έδινε έµφαση στην αλλαγή, στη σηµασία του πληθυσµού, ‘θεοποίησε’ το τυχαίο. Η αλλαγή (αργότερα µετάλλαξη) ήταν η κινητήρια δύναµη.

Όµως αυτή η θεωρία δεν µπορούσε να εξηγήσει µερικά κρίσιµα συστατικά της εξελικτικής διαδικασίας. Ο Δαρβίνος δεν µπόρεσε να εξηγήσει την πηγή της ποικιλίας των χαρακτηριστικών εντός των πλαισίων ενός είδους και δεν κατάφερε να αναγνωρίσει κάποιο µηχανισµό ικανό να µεταφέρει µε πιστότητα χαρακτηριστικά από µια γενιά στην επόµενη (δεν γνώριζε τους νόµους της κληρονοµικότητας). Η υπόθεση του για την παγγένεση, ενώ βασιζόταν εν µέρει στην κληρονοµικότητα επίκτητων χαρακτηριστικών (Λαµαρκιανή άποψη), αποδείχτηκε χρήσιµη για στατιστικά µοντέλα της εξέλιξης, που αναπτύχθηκαν από τον ξάδελφό του Francis Galton και τη βιοµετρική σχολή της εξελικτικής σκέψης (Larson, 2004, σ 121-123). Έτσι, υιοθετώντας την άποψη των µικρών εξελικτικών βηµάτων είχε εστιάσει την προσοχή προς τις µικρές ποσοτικές διαφορές. Ήταν αντίθετος δηλ. στην ιδέα των απότοµων αλλαγών, λ.χ. από φυτά µε κόκκινα άνθη να προέλθουν φυτά µε λευκά άνθη. Έθεσε, δηλ. τα σπέρµατα της εµφάνισης του Βιοµετρισµού.

Μετά τον Δαρβίνο Σε ό,τι αφορά αφορά στο τρίτο ιστορικό στάδιο, δηλ. τη µετάβαση από τον πρώιµο Δαρβινισµό-Εξελικτισµό στην επικράτηση του Νεο-Δαρβινισµού µε την µορφή που είναι σήµερα αποδεκτός, η διαδροµή δεν ήταν τόσο οµαλή και κράτησε σχεδόν έναν αιώνα. Σύµφωνα µε τον Ayala (2004), ο Δαρβινισµός στο τελευταίο µέρος του δέκατου ένατου αιώνα αντιµετώπισε µια εναλλακτική εξελικτική θεωρία, που είναι γνωστή ως νεο-Λαµαρκισµός. Αυτός ακολουθήθηκε από το Μεταλλακτισµό στον οποίο αντιτάχτηκαν σκληρά αργότερα οι Βιοµετριστές. Η διαµάχη έφτασε σε έναν συµβιβασµό µέσω της θεωρητικής εργασίας διαφόρων γενετιστών, όπως ο Fisher, o Haldane και o Wright (Provine, 1971). Αν και αυτοί οι γενετιστές ήταν οι πρώτοι που ενσωµάτωσαν τη Γενετική στη θεωρία της Φυσικής Επιλογής του Δαρβίνου, η εργασία τους είχε περιορισµένο αντίκτυπο, δεδοµένου ότι ήταν κυρίως θεωρητική, διατυπώθηκε µε βαριά µαθηµατική γλώσσα και παρέλειψε µερικά σηµαντικά ζητήµατα, όπως η Ειδογένεση (Ayala, 2004).

Ο Dobzhansky, καταρχάς, και ο Ernst Mayr, αργότερα, ήταν αυτοί που έθεσαν τα θεµέλια της Συνθετικής Θεωρίας. Ο Dobzhansky µε το έργο του Γενετική και η προέλευση των ειδών (1937), ξεκινάει την απαρχή µιας νέας εποχής και µιας νέας προσέγγισης στη Βιολογία και την κατανόηση της εξέλιξης, που είναι πλέον γνωστή ως Συνθετική Θεωρία.

40

1.3.2.4. Ιστορική πορεία του Δαρβινισµού: Από τον Δαρβινισµό στο Νεο-Δαρβινισµό. Πιο αναλυτικά, τα γεγονότα έχουν ως εξής:

Από το 1882, µε τον θάνατο του Δαρβίνου, ξεκινά µια εποχή που χαρακτηρίστηκε από τον Julian Huxley, ως η περίοδος έκλειψης του Δαρβινισµού, και εκτείνεται έως το 1930. Μέσα σ’ αυτά τα πενήντα χρόνια, η πλειοψηφία των βιολόγων, χωρίς να αµφισβητεί το φαινόµενο της εξέλιξης, υποχωρεί στην άποψη της φυσικής επιλογής ως τη σηµαντικότερη αιτία της εξελικτικής διαδικασίας ή το βαθµιαίο της εξελικτικής αλλαγής. Από τις αρχές του 20ου αιώνα και µετά, όταν ανακαλύπτονται πλέον οι νόµοι της κληρονοµικότητας του Mendel, στον χώρο της Βιολογίας ξεσπά µια απερίγραπτη διαµάχη. Από τη µια µεριά ήσαν οι Μεντελιστές οι οποίοι επικεντρώνονταν στις διακριτές παραλλαγές και τους νόµους της κληρονοµικότητας. (Εκπρόσωποι: Bateson-εισηγητής του όρου γενετική, Hugo de Vries-εισηγητής του όρου µετάλλαξη). Κάποιοι από αυτούς τους γενετιστές ανέπτυξαν τη θεωρία της εξέλιξης µέσω µεταλλάξεων. Η θεωρία υποστήριζε ότι τα είδη πέρασαν από περιόδους γρήγορων µεταλλάξεων, ενδεχοµένως ως συνέπειας έντονης περιβαλλοντικής πίεσης, η οποία θα µπορούσε να παράξει πολλαπλές µεταλλαγές και σε µερικές περιπτώσεις απολύτως νέα είδη, σε µια και µόνη γενεά. (Bowler, 2003).

Από την άλλη ήταν οι Βιοµετριστές, οι οποίοι πίστευαν στη συνεχή παραλλαγή των χαρακτηριστικών των πληθυσµών (εκπρόσωποι: W.F.R. Weldon και Pearson, επικεντρώνονταν στη µέτρηση και τη στατιστική ανάλυση της ποικιλίας ενός πληθυσµού). Οι Μεντελιστές ισχυρίζονταν ότι η ποικιλία, που µετρούσαν οι Βιοµετριστές, δεν ήταν αρκετά σηµαντική ώστε να ευθύνεται για την εξέλιξη και την εµφάνιση νέων ειδών. Οι Βιοµετριστές, από τη µεριά τους, απέρριπταν τη µεντελική άποψη ότι διακριτές µονάδες κληρονοµικότητας, όπως τα γονίδια, θα µπορούσαν να εξηγήσουν το συνεχές φάσµα της ποικιλίας που παρατηρείτο στους πραγµατικούς πληθυσµούς. Ουσιαστικά η διαµάχη αυτή ήταν ανάµεσα σε αυτούς που πίστευαν ότι η εξέλιξη µπορούσε να γίνει και µε άλµατα (saltationism) – Μεντελιστές και σε αυτούς που πίστευαν ότι γίνεται συνεχώς και σταδιακά (gradualism) – Βιοµετριστές (Bowler, 2003).

Όπως ειπώθηκε και προηγουµένως, η περίοδος ανάµεσα στον θάνατο του Δαρβίνου και της επικράτησης του Νεο-Δαρβινισµού, σηµαδεύεται από µια υποχώρηση του Δαρβινισµού και διαµάχες ανάµεσα στους οπαδούς του και τους Μεντελιστές. Οι κυριότερες αιτίες αυτής της υποχώρησης είναι σύµφωνα µε τον καθηγητή Κ. Κριµπά (Κριµπάς, 2009, σελ. 167-168), οι εξής:

1. Οι απόψεις του Γερµανού ζωολόγου καθηγητή στο Πανεπιστήµιο Fribourg-en-Brisgau, August Weismann (1834-1914), πάνω στις αιτίες της κληρονοµικότητας, σύµφωνα µε τις οποίες οι επίκτητες ιδιότητες δεν κληρονοµούνται. Η εµµονή του Weisman στον επιλεκτικό µηχανισµό ήταν ριζοσπαστική απέναντι στις λαµαρκιανές απόψεις που δυσπιστούσαν στη Φυσική Επιλογή (και είχαν και τους περισσότερους υποστηρικτές).

2. Η ανάπτυξη εναλλακτικών θεωριών για την εξέλιξη, όπως η «ορθογένεση». Ο όρος χρησιµοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον βιολόγο Wilhelm Haacke και σχετίζεται µε τον Νέο-Λαµαρκισµό. Η εναλλακτική αυτή θεωρία στηρίζεται στην αρχική θεωρία του Lamarck για την σηµασία της χρήσης ή της αχρηστίας στην ανάπτυξη και εξάλειψη των οργάνων καθώς και στην έννοια του περιβάλλοντος να δρα άµεσα στις οργανικές δοµές και όχι στη Φυσική Επιλογή ως εξήγηση της προσαρµογής στο περιβάλλον.

3. Η ανάπτυξη πειραµατικών κλάδων της βιολογίας, όπως η εµβρυολογία, η γενετική, η φυσιολογία κ.ά. ως αρκετά πιο παραγωγικών από τις θεωρητικές βιολογικές δραστηριότητες. Η γενετική θεωρήθηκε αρχικά αντίθετη στο βαθµιαίο της εξελικτικής αλλαγής που πρόβαλλε ο Δαρβίνος. Έτσι προτιµήθηκε µια άλλη εξήγηση της εξέλιξης, εκείνη των απότοµων και σηµαντικού εύρους γενετικών αλλαγών, των µεταλλαγών (mutations) όπως τις ονόµασε ο Ολλανδός βοτανικός Hugo de Vries (de Vries, 1900). Οι απότοµες αλλαγές εξηγούσαν τις αιτίες και τον µηχανισµό της εξελικτικής διαδικασίας.

Το µεντελικό και το βιοµετρικό µοντέλο τελικά συµφιλιώθηκαν µε την ανάπτυξη της γενετικής των πληθυσµών. Θεµελιώδες βήµα υπήρξε το έργο του βρετανού βιολόγου Ronald Fisher (The Genetical Theory of Natural Selection) στο οποίο κατέδειξε ότι η συνεχής ποικιλία που µετριόταν από τους βιοµετριστές µπορούσε να παραχθεί από τη συνδυασµένη δράση πολλών διακριτών γονιδίων και ότι η Φυσική Επιλογή µπορούσε να αλλάξει τη συχνότητα των γονιδίων σε έναν πληθυσµό µε αποτέλεσµα την εξέλιξη. Το έργο του Fisher καθώς και των Haldane (η Φυσική Επιλογή δρα µε πιο γρήγορο ρυθµό από αυτόν που υπέθεσε ο Fisher) και Wright (συνδυασµοί αλληλεπιδρώντων γονιδίων και ενδογαµία σε µικρούς, σχετικά

41

αποµονωµένους πληθυσµούς) ίδρυσε τον κλάδο της Πληθυσµιακής Γενετικής. Αυτό ενοποίησε τη Φυσική Επιλογή µε τη µεντελική κληρονοµικότητα και αποτέλεσε το πρώτο κρίσιµο βήµα για την ανάπτυξη µιας ενιαίας θεωρίας για τον τρόπο λειτουργίας της εξέλιξης (Bowler, 2003, σ 325-339). Η συνθετική ή νεοδαρβινική θεωρία προτάθηκε πρώτα από τους τρεις παραπάνω γενετιστές µε τη µορφή µαθηµατικών υποδειγµάτων και παραδειγµάτων. Αυτοί έδειξαν ότι ένας νεοδαρβινικός µηχανισµός είναι ικανός να ερµηνεύσει την εξελικτική αλλαγή (Κριµπάς, 2012).

Επικράτηση του Νεο-Δαρβινισµού Σε ό,τι αφορά στην τρίτη ιστορική φάση, δηλ. στην επικράτηση του Νεο- Δαρβινισµού µε τη σηµερινή του µορφή, οφείλεται στον Dobzhansky, σε πρώτη φάση, και στον Ernst Mayr, αργότερα, µια και είναι αυτοί που έβαλαν τις βάσεις της Συνθετικής Θεωρίας που συνένωσε τη γενετική µε τη Φυσική Επιλογή προσφέροντας µια νέα κατανόηση της εξελικτικής διαδικασίας, καθώς προτείνουν ως υπόβαθρο δράσης της Φυσικής Επιλογής τις γενετικές αλλαγές στους πληθυσµούς. Η άλλη σηµαντική εξέλιξη της συνθετικής θεωρίας ήταν η αντικατάσταση της «τυπολογικής» θεώρησης από την «πληθυσµιακή». Κατ’ αυτήν, η Φυσική Επιλογή µπορεί να συµβεί µόνο όταν οι αποκλίσεις που παρατηρούνται σε οµάδες ατόµων είναι διάχυτες, κάτι που έδωσε αφορµή για τη δηµιουργία ενός νέου κλάδου της γενετικής- τη γενετική των πληθυσµών.

Πιο αναλυτικά: Με την πάροδο των ετών έκανε την εµφάνισή της η σύγχρονη συνθετική θεωρία, η οποία γεννήθηκε το 1937 µε τη δηµοσίευση του βιβλίου «Η γενετική και η καταγωγή των ειδών» του µεγάλου γενετιστή Theodosius Dobzhansky και αποτέλεσε έναν αποδεκτό τρόπο προσέγγισης των προβληµάτων της εξέλιξης, διασώζοντας ουσιαστικά τον δαρβινισµό. Σύµφωνα µε την θεωρία αυτή, αφενός µεν η κατεύθυνση της εξελικτικής αλλαγής καθορίζεται από τη δράση της Φυσικής Επιλογής πάνω στη γενετική ποικιλότητα µε την επιβίωση του καταλληλότερου σε δοσµένο περιβάλλον, αφετέρου η πηγή της ποικιλίας είναι η ίδια η µετάλλαξη και η εξελικτική αλλαγή είναι το αποτέλεσµα της τροποποίησης των γονιδιακών συχνοτήτων σε έναν πληθυσµό (Αλαχιώτης, 2009).

O Ρώσος γενετιστής Dobzhansky, ξεκίνησε από το εργαστήριο του Morgan επηρεασµένος από τη ρωσική σχολή εξελικτικών. Το 1937 εκδίδει το βιβλίο του σταθµός «Γενετική Προέλευση των Ειδών», µε το οποίο εισάγεται η νέα εξελικτική θεωρία. Ακολουθεί το 1942 το βιβλίο του Mayr, µε το οποίο συνδέθηκε η µελέτη της ταξινόµησης των ειδών µε την εξελικτική θεωρία. Οι ιδέες των δύο αυτών βιολόγων συνέβαλαν στην εµφάνιση µιας νέας θεωρίας η οποία ονοµάστηκε «συνθετική», στην οποία αργότερα προστέθηκαν και άλλοι κλάδοι της βιολογίας (Κριµπάς, 2009).

Εικόνα 1.3.2. Theodosius Dobzhansky – (Από Wikipedia).

42

Η θεωρία του Dobzhansky είχε δύο βασικά σηµεία. Πρώτον, η πηγή ποικιλότητας είναι η µετάλλαξη ενώ η εξελικτική αλλαγή είναι το αποτέλεσµα της τροποποίησης των γονιδιακών συχνοτήτων σε έναν πληθυσµό. Δεύτερον, η κατεύθυνση της εξελικτικής αλλαγής καθορίζεται από τη δράση της φυσικής επιλογής πάνω στη γενετική ποικιλότητα (στις µεταλλάξεις) µε την επιβίωση του καταλληλότερου φορέα ποικιλότητας, σε δοσµένο περιβάλλον (Αλαχιώτης, 2009).

Σηµαντικότατη υπήρξε και η συνεισφορά του Ernst Mayr, ενός σπουδαίου επιστήµονα, του οποίου η εργασία συνέβαλλε στην µοντέρνα σύνθεση της µενδελικής γενετικής και της δαρβίνειας θεωρίας. Παρότι ο Δαρβίνος και οι οπαδοί της θεωρίας του πίστευαν πως διαφορετικά είδη µπορούν να προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο, ο µηχανισµός µε τον οποίο προέκυπτε αυτό δεν ήταν κατανοητός, δηµιουργώντας το πρόβληµα του πώς προκύπτουν τα είδη (Ειδογένεση). Ο Ernst Mayr προσέγγισε αυτό το πρόβληµα µε έναν νέο ορισµό για τo Είδος στο βιβλίο του Systematics and the Origin of Species στο οποίο εισήγαγε την εξής άποψη: ένα Είδος είναι όχι απλά µία οµάδα µορφολογικά παρόµοιων ατόµων, αλλά µία οµάδα από άτοµα που µπορούν να αναπαράγονται µόνο µεταξύ τους, αποκλείοντας όλα τα άλλα. Όταν επιµέρους πληθυσµοί µέσα σε ένα είδος αποµονώνονται είτε για γεωγραφικούς λόγους, είτε εξ αιτίας της στρατηγικής σίτισης, είτε για λόγους επιλογής συντρόφων,

Εικόνα 1.3.3. Ernst Mayr – (Από Wikipedia).

ή άλλους λόγους, µπορούν να αρχίσουν να διαφέρουν από άλλους πληθυσµούς µέσω της γενετικής παρέκλισης (genetic drift) και της φυσικής επιλογής και µπορούν µε την πάροδο του χρόνου να εξελιχθούν σε νέα είδη. Η πιο σηµαντική και γρήγορη γενετική αναδιάταξη προκύπτει σε εξαιρετικά µικρούς αποµονωµένους πληθυσµούς, όπως για παράδειγµα συµβαίνει σε νησιά (Rennie, 1994). Με τα λόγια του ίδιου του Mayr:

«…ο Πληθυσµιακά σκεπτόµενος (άνθρωπος) σκέφτεται µε ένα τρόπο αντίθετο από τον Τυπολόγο. Για τον Τυπολογιστή ο τύπος (Πλατωνικό είδος) είναι το πραγµατικό και η ποικιλότητα είναι µια αυταπάτη, ενώ για τον Πληθυσµιανιστή (populationist) ο τύπος (που αντιστοιχεί στο Μέσο Όρο) είναι µια αφαίρεση και µόνο η Ποικιλότητα είναι πραγµατική. Διότι ο Πληθυσµιανιστής τονίζει την µοναδικότητα σε κάθε τι που βρίσκεται στον οργανικό κόσµο. Όπως δεν υπάρχουν δύο - καθόλα ίδιοι άνθρωποι στον πλανήτη - έτσι δεν υπάρχουν δύο καθόλα ίδια φυτά ή ζώα. Ακόµη και στο ίδιο ζώο ή φυτό υπάρχει διαφορετικότητα στη διάρκεια της ζωής του. Τα άτοµα δηµιουργούν πληθυσµούς και αυτό που εµείς κάνουµε είναι µέσω της στατιστικής να βγάζουµε µέσους όρους. Οι Μέσοι Όροι δεν είναι τίποτε άλλο από αφαιρέσεις ενώ αντιθέτως, µόνο τα άτοµα που σχηµατίζουν τον πληθυσµό έχουν πραγµατική οντότητα...».

43

Βιβλιογραφία

Ayala, F.J. (2000). Th. Dobzhansky: A Man For All Seasons. Resonance, Oct. 48-70.

Ayala, F.J. (2004). Ernst Mayr and the theory of Evolution. Ludus Vitalis, vol. XII, num. 21, pp. 3-13.

Athanasiou, K. & Mavrikaki, E. (2013). "CINS as a Tool for measuring Greek University Students’ Evolution Knowledge - Differences between Novice and Advanced Students". International Journal of Science Education. 36, (8), 1262-1285.

Barker, M. (1995). “A plant is an animal standing on its head”. Journal of Biological Education, 29 (3): 203–208.

Bowler, P. J. (2003). Evolution: The History of an Idea. University of California Press.

Brush, S.G. (1974). Science, New Series, Vol. 183, No. 4130. pp. 1164-1172

Clark W.R. (1984). The survival of Charles Darwin. Random House, New York.

De Vries, Hugo (1900). Concerning the law of segregation of hybrids. Genetics, 35(5, pt 2): 30-32. Originally published as: De Vries, H. 1900. Sur la loi de disjonction des hybrides.

Driver R., Squires A., Rushworth P. & Wood-Robinson V. (1999). Οικοδοµώντας τις έννοιες των Φυσικών Επιστηµών- Μια Παγκόσµια σύνοψη των ιδεών των µαθητών (επιµέλεια Π. Κόκκοτας, µετάφραση Μ. Χατζή), εκδ. Τυπωθήτω, Αθήνα.

Haffer, J. (2007). Ornithology, Evolution, and Philosophy The Life and Science of Ernst Mayr 1904–2005. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg.

Kampourakis, Κ. & Zogza, V. (2008). Students' intuitive explanations of the causes of homologies and adaptations. Science & Education, 17(1), 27-47.

Kuhn, Th. (1970). Δοµή των Επιστηµονικών Επαναστάσεων. Εκδ. Σύγχρονα Θέµατα, Παλαιό Φάληρο, σελ. 137–138.

Kribas, C. (2012). 5th International Conference of the European Society of History of Science: Plenary lecture.

Matthews, M.R. (1992). History, Philosophy, and Science Teaching: The Present Rapprochement. Science & Education, 1, 11-47.

Matthews, M.R. (2010). Διδάσκοντας Φυσικές Επιστήµες: Ο ρόλος της ιστορίας και της Φιλοσοφίας των φυσικών Επιστηµών στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστηµών. εκδόσεις Επίκεντρο, Θεσσαλονίκη.

Mayr, E. (2001). What Εvolution is. Basic Βooks.

Monk, M., & Osborne, J. (1997). Placing the history and philosophy of science on the curriculum: A model for the development of pedagogy. Science & Education, 81(4), 405–424.

Provine, W.B. (1971). The Origins of Theoretical Population Genetics. Chicago and London; University of Chicago Press.

Rennie, J. (1994). Profile: Ernst Mayr – Darwin's Current Bulldog, Scientific American, 271 (2), 24-25.

Αλαχιώτης Σ.Ν. (2009), Η καταγωγή των ειδών Α’ τόµος, Βιβλία που άλλαξαν τον κόσµο, Ειδική έκδοση για το Βήµα, Εκδόσεις Πανεπιστηµίου Πατρών.

Αλαχιώτης Σ.Ν. (2007). Εισαγωγή στην Εξέλιξη. Εκδόσεις Α.Α. Λιβάνη, Αθήνα.

Κόκκοτας, Π. (2002). Η εποικοδοµητική προσέγγιση της διδασκαλίας και της µάθησης -Διδακτική των Φυσικών Επιστηµών: Εκδόσεις Γρηγόρης, Αθήνα.

Κριµπάς Κ. (2009). Ιστορία της Βιολογίας, ΕΑΠ, Πάτρα.

Κριµπάς, Κ. (2012). Δαρβινισµός και η ιστορία του έως τις µέρες µας. Εκδόσεις Ωκεανίδα, Αθήνα.

44

Κριµπάς Κ. & Παπαδόπουλος Γ. (2003). Η Εξέλιξη των Ιδεών στις Φυσικές Επιστήµες, Τόµος Β, Ιστορία της Βιολογίας, Πάτρα, ΕΑΠ.

Σκορδούλης, Κ. (2009). Το «Harvard Project Physics Course» και η Συµβολή της Ιστορίας και της Φιλοσοφίας της Φυσικής στη Διδασκαλία της Φυσικής. Πανεπιστηµιακές Παραδόσεις, ΕΚΠΑ.